Java反射機制概念及應用場景

Java的反射機制相信你們在平時的業務開發過程當中應該不多使用到，可是在一些基礎框架的搭建上應用很是普遍，今天簡單的總結學習一下。

1. 什麼是反射機制？

Java反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都可以知道這個類的全部屬性和方法；對於任意一個對象，都可以調用它的任意一個方法；這種動態獲取的以及動態調用對象的方法的功能稱爲Java的反射機制。

通俗理解：經過反射，任何類對咱們來講都是透明的，想要獲取任何東西均可以，破壞程序安全性？

先來看看反射機制都提供了哪些功能。

2. 反射機制可以獲取哪些信息？

在運行時斷定任意一個對象所屬的類;
在運行時構造任意一個類的對象；
在運行時斷定任意一個類所具備的成員變量和方法；
在運行時調用任意一個對象的方法；
生成動態代理；

主要的反射機制類：

java.lang.Class; //類               
java.lang.reflect.Constructor;//構造方法 
java.lang.reflect.Field; //類的成員變量       
java.lang.reflect.Method;//類的方法
java.lang.reflect.Modifier;//訪問權限

2.1 class對象的獲取

//第一種方式 經過對象getClass方法
Person person = new Person();
Class<?> class1 = person.getClass();
//第二種方式 經過類的class屬性
class1 = Person.class;
try {
    //第三種方式 經過Class類的靜態方法——forName()來實現
    class1 = Class.forName("club.sscai.Person");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

上邊這三種方式，最經常使用的是第三種，前兩種獲取 class 的方式沒有什麼意義，畢竟你都導了包了。

2.2 獲取class對象的屬性、方法、構造函數等

Field[] allFields = class1.getDeclaredFields();//獲取class對象的全部屬性
Field[] publicFields = class1.getFields();//獲取class對象的public屬性
try {
    Field ageField = class1.getDeclaredField("age");//獲取class指定屬性
    Field desField = class1.getField("des");//獲取class指定的public屬性
} catch (NoSuchFieldException e) {
    e.printStackTrace();
}

Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();//獲取class對象的全部聲明方法
Method[] allMethods = class1.getMethods();//獲取class對象的全部方法 包括父類的方法

Class parentClass = class1.getSuperclass();//獲取class對象的父類
Class<?>[] interfaceClasses = class1.getInterfaces();//獲取class對象的全部接口

Constructor<?>[] allConstructors = class1.getDeclaredConstructors();//獲取class對象的全部聲明構造函數
Constructor<?>[] publicConstructors = class1.getConstructors();//獲取class對象public構造函數
try {
    Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});//獲取指定聲明構造函數
    Constructor publicConstructor = class1.getConstructor(new Class[]{});//獲取指定聲明的public構造函數
} catch (NoSuchMethodException e) {
    e.printStackTrace();
}

Annotation[] annotations = class1.getAnnotations();//獲取class對象的全部註解
Annotation annotation = class1.getAnnotation(Deprecated.class);//獲取class對象指定註解

Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//獲取class對象的直接超類的 Type
Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//獲取class對象的全部接口的type集合

2.3 反射機制獲取泛型類型

示例：

//People類public class People<T> {}
//Person類繼承People類public class Person<T> extends People<String> implements PersonInterface<Integer> {}
//PersonInterface接口public interface PersonInterface<T> {}

獲取泛型類型：

Person<String> person = new Person<>();
//第一種方式 經過對象getClass方法
Class<?> class1 = person.getClass();
Type genericSuperclass = class1.getGenericSuperclass();//獲取class對象的直接超類的 Type
Type[] interfaceTypes = class1.getGenericInterfaces();//獲取class對象的全部接口的Type集合
getComponentType(genericSuperclass);
getComponentType(interfaceTypes[0]);

getComponentType具體實現

private Class<?> getComponentType(Type type) {
Class<?> componentType = null;
if (type instanceof ParameterizedType) {
    //getActualTypeArguments()返回表示此類型實際類型參數的 Type 對象的數組。
    Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments();
    if (actualTypeArguments != null && actualTypeArguments.length > 0) {
    componentType = (Class<?>) actualTypeArguments[0];
    }
} else if (type instanceof GenericArrayType) {
    // 表示一種元素類型是參數化類型或者類型變量的數組類型
    componentType = (Class<?>) ((GenericArrayType) type).getGenericComponentType();
} else {
    componentType = (Class<?>) type;
}
return componentType;
}

2.4 經過反射機制獲取註解信息(知識點)

這種場景，常常在 Aop 使用，這裏重點以獲取Method的註解信息爲例。

try {
    //首先須要得到與該方法對應的Method對象
    Method method = class1.getDeclaredMethod("jumpToGoodsDetail", new Class[]{String.class, String.class});
    Annotation[] annotations1 = method.getAnnotations();//獲取全部的方法註解信息
    Annotation annotation1 = method.getAnnotation(RouterUri.class);//獲取指定的註解信息
    TypeVariable[] typeVariables1 = method.getTypeParameters();
    Annotation[][] parameterAnnotationsArray = method.getParameterAnnotations();//拿到全部參數註解信息
    Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();//獲取全部參數class類型
    Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();//獲取全部參數的type類型
    Class<?> returnType = method.getReturnType();//獲取方法的返回類型
    int modifiers = method.getModifiers();//獲取方法的訪問權限
} catch (NoSuchMethodException e) {
    e.printStackTrace();
}

3. 反射機制的應用實例

你們是否是常常遇到一種狀況，好比兩個對象，Member 和 MemberView，不少時候咱們都有可能進行相互轉換，那麼咱們經常使用的方法就是，把其中一箇中的值挨個 get 出來，而後再挨個 set 到另外一箇中去，接下來我介紹的這種方法就能夠解決這種問題形成的困擾:

public class TestClass{

    public double eachOrtherToAdd(Integer one,Double two,Integer three){
        return one + two + three;
    }
}

---

public class ReflectionDemo{

    public static void main(String args[]){
        String className = "initLoadDemo.TestClass";
        String methodName = "eachOrtherToAdd";
        String[] paramTypes = new String[]{"Integer","Double","int"};
        String[] paramValues = new String[]{"1","4.3321","5"};

        // 動態加載對象並執行方法
        initLoadClass(className, methodName, paramTypes, paramValues);

    }

    @SuppressWarnings("rawtypes")
    private static void initLoadClass(String className,String methodName,String[] paramTypes,String[] paramValues){
        try{
            // 根據calssName獲得class對象
            Class cls = Class.forName(className);

            // 實例化對象
            Object obj = cls.newInstance();

            // 根據參數類型數組獲得參數類型的Class數組
            Class[] parameterTypes = constructTypes(paramTypes);

            // 獲得方法
            Method method = cls.getMethod(methodName, parameterTypes);

            // 根據參數類型數組和參數值數組獲得參數值的obj數組
            Object[] parameterValues = constructValues(paramTypes,paramValues);

            // 執行這個方法並返回obj值
            Object returnValue = method.invoke(obj, parameterValues);

            System.out.println("結果："+returnValue);

        }catch (Exception e){
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static Object[] constructValues(String[] paramTypes,String[] paramValues){
        Object[] obj = new Object[paramTypes.length];
        for (int i = 0; i < paramTypes.length; i++){
            if(paramTypes[i] != null && !paramTypes[i].trim().equals("")){
                if ("Integer".equals(paramTypes[i]) || "int".equals(paramTypes[i])){
                    obj[i] = Integer.parseInt(paramValues[i]);
                }else if ("Double".equals(paramTypes[i]) || "double".equals(paramTypes[i])){
                    obj[i] = Double.parseDouble(paramValues[i]);
                }else if ("Float".equals(paramTypes[i]) || "float".equals(paramTypes[i])){
                    obj[i] = Float.parseFloat(paramValues[i]);
                }else{
                    obj[i] = paramTypes[i];
                }
            }
        }
        return obj;
    }

    @SuppressWarnings("rawtypes")
    private static Class[] constructTypes(String[] paramTypes){
        Class[] cls = new Class[paramTypes.length];
        for (int i = 0; i < paramTypes.length; i++){
            if(paramTypes[i] != null && !paramTypes[i].trim().equals("")){
                if ("Integer".equals(paramTypes[i]) || "int".equals(paramTypes[i])){
                    cls[i] = Integer.class;
                }else if ("Double".equals(paramTypes[i]) || "double".equals(paramTypes[i])){
                    cls[i] = Double.class;
                }else if ("Float".equals(paramTypes[i]) || "float".equals(paramTypes[i])){
                    cls[i] = Float.class;
                }else{
                    cls[i] = String.class;
                }
            }
        }
        return cls;
    }
}

4. 總結：

文章開頭也有提到，平時的業務開發者中反射機制是比較少用到的，可是，總歸要學習的，萬一哪天用到了呢？

反射機制的優缺點：

優勢：
運行期類型的判斷，動態類加載，動態代理使用反射。

---

缺點：
性能是一個問題，反射至關於一系列解釋操做，通知jvm要作的事情，性能比直接的java代碼要慢不少。

關於Java反射機制，須要明確幾點，反射究竟是個怎麼過程？反射的實際應用場景又有哪些？

前面JVM類加載機制時有張圖，拿來改造改造：

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